高中物理錯(cuò)題的歸因及糾正

葉才琦

摘 ? 要?錯(cuò)題作為學(xué)生物理學(xué)習(xí)中思維的原生態(tài)反映，是最為典型、最有價(jià)值的教學(xué)動(dòng)態(tài)資源，對(duì)錯(cuò)題的教學(xué)研究可以使抽象的物理核心素養(yǎng)得以顯化和具體化，也為錯(cuò)題教學(xué)指出明確的方向。文章嘗試挖掘?qū)W生物理錯(cuò)題背后更本質(zhì)的原因，將錯(cuò)誤歸納為六大類型，分類提供精細(xì)化的糾正策略。

關(guān)鍵詞?物理核心素養(yǎng) ?錯(cuò)題 ?知識(shí) ?思維

物理核心素養(yǎng)包括物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任四個(gè)方面，主要形成于物理學(xué)習(xí)與應(yīng)用的過(guò)程之中。物理作為一門抽象性與邏輯性都很強(qiáng)的學(xué)科，其學(xué)習(xí)是一個(gè)螺旋上升的過(guò)程。物理習(xí)題作為鞏固學(xué)科知識(shí)的一種重要途徑，學(xué)生在與無(wú)數(shù)習(xí)題的反復(fù)較量中，錯(cuò)誤成為學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程的常態(tài)，反映的是學(xué)生思維的原生態(tài)，只有在不斷犯錯(cuò)并糾正的過(guò)程中，才能最終逐步達(dá)到對(duì)事物的正確認(rèn)識(shí)。教師要珍惜錯(cuò)題，意識(shí)到這是一種不可多得的最為典型、最有價(jià)值的教學(xué)動(dòng)態(tài)資源，認(rèn)真觀察并研究學(xué)生錯(cuò)題的成因，分析錯(cuò)誤規(guī)律，調(diào)整教學(xué)節(jié)奏，設(shè)計(jì)更有針對(duì)性的教學(xué)幫助學(xué)生進(jìn)行錯(cuò)誤矯正。

一、走入錯(cuò)題，歸類分析

從學(xué)生處獲得的直接錯(cuò)誤信息一般是表層的、雜亂的，它們或千篇一律，或生生不同，只有透過(guò)現(xiàn)象分析錯(cuò)誤背后更加本質(zhì)的原因，才能進(jìn)行進(jìn)一步的分類糾正。參考相關(guān)學(xué)者的研究[1]，筆者認(rèn)為，依據(jù)導(dǎo)致錯(cuò)誤的原因，可以歸納出以下六種錯(cuò)誤類型。

1.知識(shí)性錯(cuò)誤

知識(shí)性錯(cuò)誤是指對(duì)概念、規(guī)律一知半解，對(duì)其內(nèi)涵和外延無(wú)法真正理解，或?qū)芏喙健⒁?guī)律的適用條件不明確，細(xì)分表現(xiàn)為：前概念的負(fù)面影響、相鄰相近知識(shí)易混淆、混淆公式（規(guī)律）的適用條件和知識(shí)結(jié)構(gòu)上存在缺陷。

2.感知性錯(cuò)誤

感知性錯(cuò)誤是指對(duì)問(wèn)題信息的感知不充分，指學(xué)生由于能力不夠或有缺陷，無(wú)法解讀關(guān)鍵詞、挖掘隱含信息，導(dǎo)致不能理解或不能充分理解題意，致使無(wú)法正確分析物理過(guò)程、建立物理模型等，細(xì)分表現(xiàn)為：概念錯(cuò)誤、對(duì)象錯(cuò)誤、條件錯(cuò)誤、過(guò)程錯(cuò)誤、目標(biāo)錯(cuò)誤、圖示錯(cuò)誤和模型錯(cuò)誤。

3思維性錯(cuò)誤

思維性錯(cuò)誤是指由于思維的某種缺陷，如思維不完整、不細(xì)致、不深入、不嚴(yán)謹(jǐn)、不靈活以及思維的惰性等原因造成的解題錯(cuò)誤，細(xì)分表現(xiàn)為：思維惰性、思維粗淺、思維不活、思維混亂、定式障礙、主觀假設(shè)和不善聯(lián)想。

4.習(xí)慣性錯(cuò)誤

良好的解答習(xí)慣是提高正確率的重要因素，不良的物理解題習(xí)慣表現(xiàn)為：淺嘗輒止、急于求成、缺少反思和表述無(wú)序。

5.心理性錯(cuò)誤

在物理解題的過(guò)程中心理因素十分重要，良好的心理能迅速、準(zhǔn)確地進(jìn)入解答，否則即使掌握了許多知識(shí)和技能，也會(huì)出現(xiàn)各種心理障礙，導(dǎo)致解題錯(cuò)誤。學(xué)生常見(jiàn)的不良心理有：缺乏意志、慌亂急躁、緊張焦慮、過(guò)于自信、怯場(chǎng)心理和厭學(xué)情緒。

6.數(shù)學(xué)性錯(cuò)誤

物理習(xí)題中常涉及數(shù)學(xué)知識(shí)和數(shù)學(xué)思想的應(yīng)用。正確認(rèn)識(shí)數(shù)學(xué)在物理解題中的工具地位，并能實(shí)現(xiàn)將物理問(wèn)題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問(wèn)題是解題的關(guān)鍵。常見(jiàn)的數(shù)學(xué)性錯(cuò)誤表現(xiàn)為：遷移能力不夠、運(yùn)算能力薄弱和數(shù)學(xué)知識(shí)干擾。

二、以錯(cuò)啟思，分類糾正

很多教師在面對(duì)學(xué)生解題錯(cuò)誤時(shí)，往往簡(jiǎn)單地歸因?yàn)閷W(xué)生對(duì)知識(shí)理解不到位或?qū)W生的解題能力欠佳，從而認(rèn)為只要學(xué)生多看書(shū)、多解題便能減少錯(cuò)誤的發(fā)生，學(xué)生一般也是這么認(rèn)為的。但經(jīng)過(guò)前面六種錯(cuò)誤類型的分析，可以發(fā)現(xiàn)其形成的原因是有所不同的，所以在進(jìn)行錯(cuò)題歸類之后，就要變“錯(cuò)”為“思”，針對(duì)不同錯(cuò)誤類型提供更加精細(xì)化的糾正策略，才能更加有效地糾正錯(cuò)誤。

1.回歸本源，串線織網(wǎng)

解決知識(shí)性錯(cuò)誤的最好辦法就是回歸本源，辨析概念、公式和定律，著力加強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)和掌握。高中的物理概念、公式等基礎(chǔ)知識(shí)無(wú)論從廣度還是從深度上，都要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)初中，學(xué)生對(duì)各種相互關(guān)聯(lián)或者互通的知識(shí)間產(chǎn)生混淆是正常的，這里就需要借助教師的引導(dǎo)，借助單元復(fù)習(xí)或綜合性習(xí)題的契機(jī)促進(jìn)對(duì)零碎知識(shí)的整合，將各知識(shí)點(diǎn)縱橫“串線織網(wǎng)”，歸納總結(jié)建立知識(shí)網(wǎng)絡(luò)和概念圖，這里一方面使學(xué)生形成一個(gè)完整的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，有助于其知識(shí)的靈活應(yīng)用;另一方面是為了讓學(xué)生看到知識(shí)點(diǎn)間關(guān)聯(lián)的同時(shí)也看到相互間的差異，這種對(duì)比教學(xué)使得學(xué)生對(duì)于概念、知識(shí)要點(diǎn)的實(shí)質(zhì)有更為準(zhǔn)確的認(rèn)知。

案例：已知貨物的質(zhì)量為m，在某段時(shí)間內(nèi)起重機(jī)將貨物以大小為a的加速度沿豎直方向加速升高h(yuǎn)，則在這段時(shí)間內(nèi)，下列敘述正確的是（重力加速度為g）（ ）

A.貨物的動(dòng)能一定增加mah-mgh

B.貨物的機(jī)械能一定增加mah+mgh

C.貨物的重力勢(shì)能一定增加mah

D.貨物的機(jī)械能一定增加mah

【回歸本源】能量的變化和什么物理量有關(guān)？動(dòng)能及機(jī)械能的變化用什么力做的功來(lái)量度？

【串線織網(wǎng)】牢記三條功能關(guān)系：重力做的功等于重力勢(shì)能的變化的負(fù)值，彈簧彈力做的功等于彈性勢(shì)能變化的負(fù)值;合外力做的功等于動(dòng)能的變化;除重力、彈力外，其他力做的功等與機(jī)械能的變化。

功能關(guān)系的選用原則：在應(yīng)用功能關(guān)系解決具體問(wèn)題的過(guò)程中，若只涉及動(dòng)能的變化用動(dòng)能定理分析;只涉及重力勢(shì)能的變化用重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系分析;只涉及機(jī)械能變化用除重力和彈簧彈力之外的力做功與機(jī)械能變化的關(guān)系分析。

2.審清題意，重視建模

解決感知性錯(cuò)誤首先應(yīng)強(qiáng)調(diào)審題的重要性，經(jīng)常性地引導(dǎo)學(xué)生“審題要慢，做題要快”，在平時(shí)習(xí)題教學(xué)中將審題的主動(dòng)性交給學(xué)生，類似教師代替學(xué)生審題的現(xiàn)象應(yīng)在最大程度上避免，只有這樣才能讓學(xué)生掌握獨(dú)立審題的本領(lǐng);然后應(yīng)重視學(xué)生“物理建模觀念”的建立，復(fù)雜的物理問(wèn)題一般都有模型依據(jù)，解題就是將具體問(wèn)題轉(zhuǎn)化成模型，再將這個(gè)模型所遵循的規(guī)律找出來(lái)，教師想要提高學(xué)生的模型意識(shí)和建模能力，除了做好示范工作，更重要的是要注重學(xué)生的嘗試和體驗(yàn)過(guò)程。比如在分析帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)學(xué)生的作圖能力差，有時(shí)是因?yàn)榻虒W(xué)中教師太熟練，示范講解時(shí)太快[2]，導(dǎo)致學(xué)生不能及時(shí)掌握其中的一些關(guān)鍵作圖技巧，此時(shí)，為了增加學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，老師應(yīng)該露拙，甚至故意出錯(cuò)讓學(xué)生看清楚作圖的每個(gè)細(xì)節(jié)。

案例：小明同學(xué)乘坐杭溫線"和諧號(hào)"動(dòng)車組，發(fā)現(xiàn)車廂內(nèi)有速率顯示屏。當(dāng)動(dòng)車組在平直軌道上經(jīng)歷勻加速、勻速與再次勻加速運(yùn)行期間，他記錄了不同時(shí)刻的速率，部分?jǐn)?shù)據(jù)列于表格中。在小明同學(xué)記錄動(dòng)車組速率這段時(shí)間內(nèi)，求：

（1）動(dòng)車組的加速度值;

（2）動(dòng)車組位移的大小。

【案例分析】本題的物理過(guò)程以表格形式呈現(xiàn)，相比于函數(shù)圖像，它提供的信息是點(diǎn)狀的，反饋的信息并不明確，包含有多種可能，需要結(jié)合文字才能完成解讀。而本題出錯(cuò)的學(xué)生絕大多數(shù)是片面讀題導(dǎo)致，他們并沒(méi)有將表格和文字信息相結(jié)合的審題意識(shí)。

【重新審題】在解讀表格數(shù)據(jù)時(shí)，相當(dāng)一部分同學(xué)認(rèn)為動(dòng)車組的運(yùn)動(dòng)分為五個(gè)過(guò)程，即按照表格的五段時(shí)間其加速度分別是“0.1m/s2、0.05m/s2、0、-0.1m/s2、-0.05m/s2”，而另一部分同學(xué)卻認(rèn)為動(dòng)車組的運(yùn)動(dòng)只有三個(gè)過(guò)程，其加速度分別是“0.1m/s2、0、-0.1m/s2”，誰(shuí)才是正確的？理由又是什么？

【審題能力】文字語(yǔ)言、函數(shù)語(yǔ)言、圖像語(yǔ)言與物理情景之間的相互轉(zhuǎn)化，是確立解題方向、迅速明確解題方法的前提。

3.過(guò)程指導(dǎo)，變式助力

思維性錯(cuò)誤的解決需以學(xué)生的思維情況作為教學(xué)切入點(diǎn)，將學(xué)生的片面和錯(cuò)誤思維通過(guò)一定的技術(shù)手段呈現(xiàn)出來(lái)。在面對(duì)此類錯(cuò)誤時(shí)，教師一定不要急于指出錯(cuò)誤，而是延遲評(píng)價(jià)[3]，給學(xué)生一些等待、自主思考或者辯論的時(shí)間，倡導(dǎo)師生之間、生生之間的思維對(duì)話，保證學(xué)生思維的參與度。教師要注重對(duì)學(xué)生思維過(guò)程的指導(dǎo)，可以順著學(xué)生的思路，找出學(xué)生認(rèn)知過(guò)程中究竟哪里出現(xiàn)了偏差和失誤，然后搭好腳手架，設(shè)計(jì)一些有針對(duì)性的問(wèn)題迫使學(xué)生自覺(jué)地放棄其錯(cuò)誤認(rèn)知，然后順勢(shì)引導(dǎo)，通過(guò)追問(wèn)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行更加深入、周密的思考，直至達(dá)成對(duì)問(wèn)題的正確理解，還可繼續(xù)對(duì)癥下藥，開(kāi)展變式訓(xùn)練，促進(jìn)學(xué)生高級(jí)思維的發(fā)展。

【案例】一傾斜傳送帶按如圖所示方向運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)將一小物塊A慢慢放到傳送帶的上端。剛放上A后，A受的摩擦力方向如何？

【案例分析】教學(xué)中發(fā)現(xiàn)很多學(xué)生會(huì)認(rèn)為A受到的摩擦力方向沿傳送帶向上。導(dǎo)致錯(cuò)誤的原因有二：一是沒(méi)有分清是滑動(dòng)摩擦力還是靜摩擦力，認(rèn)為這和靜止于斜面上的物體受的靜摩擦力沿斜面向上是一樣的;而是對(duì)“滑動(dòng)摩擦力方向總跟相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反”這一判斷方法理解不深刻。

【誘思啟導(dǎo)】（1）傳送帶不動(dòng)時(shí)，A受的摩擦力方向如何？為什么？

（2）題中傳送帶逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，A受的摩擦力和（1）問(wèn)中是否相同？有何不同？（迫使學(xué)生認(rèn)識(shí)到傳送帶不動(dòng)和傳送帶運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的摩擦力是不同性質(zhì)的，判斷方法是不相同的）

（3）如果傳送帶順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，A受的摩擦力與（2）問(wèn)相比是否發(fā)生變化？

（4）小結(jié)摩擦力判斷的規(guī)律方法。

4.強(qiáng)化程序，規(guī)范解答

習(xí)慣性錯(cuò)誤應(yīng)從強(qiáng)化解題程序、培養(yǎng)規(guī)范解答入手。教師首先要以身作則多做示范，并在常規(guī)教學(xué)中重視對(duì)學(xué)生進(jìn)行規(guī)范書(shū)寫(xiě)解題步驟的指導(dǎo)，如必要的作圖、作圖規(guī)范及文字說(shuō)明，在解答中先寫(xiě)出原始公式而不用變形之后的公式或一些二級(jí)推論代替，針對(duì)題目中出現(xiàn)了多個(gè)對(duì)象、多個(gè)過(guò)程或多個(gè)狀態(tài)下同一物理量的字母，需在使用時(shí)采用大小寫(xiě)或下標(biāo)等方式加以區(qū)分，以方便閱讀和理解，對(duì)答案的正負(fù)號(hào)和單位要給予關(guān)注。另外，教師要重視反思，堅(jiān)持培養(yǎng)學(xué)生的反思意識(shí)，習(xí)慣的養(yǎng)成并非一日之功，需要長(zhǎng)期的指導(dǎo)、督促。

5.情感激勵(lì)，不驕不躁

心理性問(wèn)題導(dǎo)致的錯(cuò)誤一般并非單純的學(xué)科問(wèn)題，學(xué)生或驕傲、或急躁、或怯場(chǎng)、或厭學(xué)，但無(wú)論是哪種情緒引起的錯(cuò)誤都會(huì)產(chǎn)生進(jìn)一步的不良情緒，這里作為物理學(xué)科教師能做的有限但也并不是無(wú)可作為，前蘇聯(lián)教育家贊可夫所說(shuō)：“教學(xué)一旦涉及學(xué)生的情緒和意志領(lǐng)域，觸及學(xué)生的精神需要，這種教學(xué)就發(fā)揮高度有效的作用”，教師在表達(dá)對(duì)學(xué)生錯(cuò)誤的惋惜之情時(shí)可以寫(xiě)一些個(gè)性化的錯(cuò)題評(píng)語(yǔ)，情感激勵(lì)能給學(xué)生巨大的精神力量，最終幫助學(xué)生完成其意志品質(zhì)的磨煉過(guò)程。

6.他山之玉，可以攻石

數(shù)學(xué)性錯(cuò)誤的解決主要依賴于學(xué)生數(shù)學(xué)方面的學(xué)科素養(yǎng)，物理老師要做的是在平時(shí)教學(xué)中強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)在物理解題中的重要地位，培養(yǎng)學(xué)生在物理情境中靈活使用數(shù)學(xué)的能力，但同時(shí)也要注意避免將物理公式簡(jiǎn)單地?cái)?shù)學(xué)化。

對(duì)錯(cuò)題的分類研究也促使教師對(duì)錯(cuò)題本身進(jìn)行深入探究，使得物理核心素養(yǎng)在錯(cuò)題教學(xué)中得以顯化和具體化。將核心素養(yǎng)融入錯(cuò)題教學(xué)，將為核心素養(yǎng)的教學(xué)實(shí)踐開(kāi)拓新領(lǐng)域，也為錯(cuò)題教學(xué)指引了明確的方向，使得抽象的物理核心素養(yǎng)的學(xué)科功能，通過(guò)具體的問(wèn)題解決獲得展現(xiàn)。在核心素養(yǎng)指引下的錯(cuò)題教學(xué)研究必然會(huì)在推動(dòng)教師教研能力提升的同時(shí)，提高學(xué)科的教學(xué)效率與教育水平。

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